黑匣子

黑匣子

黑匣“”

黑匣子是飞机专用的电子记录设备之一，其真名叫航空飞行记录器。里面装有飞行数据记录器和舱声录音器，飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连，这好比人体各部位的神经与大脑相通一样。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的有关技术参数和驾驶舱内的声音记录下来，需要时把所记录的参数重新放出来，供飞行实验、事故分析之用。黑匣子具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。世界上所有的空难原因都是通过黑匣子找出来的，因此它就成了事故的见证，也成了“前车之鉴”，避免同样事故发生，更好地采取安全措施。

目录 外形特征 座航话音记录仪 飞行数据记录仪 信息记录 水下信标 保存方法 历史来源 参考资料 黑匣子 - 外形特征

黑匣子是飞行数据记录仪黑匣子外壳坚实，为长方体，约等于四、五块砖头垒在一起一般大。内部净是些电气器件，实质上是一台收发信机。在飞机飞行过程中，它能将机内传感器所收集到的各种信息及时接收下来，并自动转换成相应的数字信号连续进行记录；当飞机失事时，依靠黑匣子的紧急定位发射机自动向四面八方发射出特定频率（例如37．5千赫），类似心跳般有规律的无线电信号，“宣告”自己所处的方位，以便搜寻者溯波寻找。

黑匣子现在实际上却被漆成明亮的桔红色。这种明亮显眼的颜色，以及记录仪外部的反射条带，都使得事故调查员们可以在飞机失事后很快的找到记录仪，特别是当飞机坠落在水上时。

根据欧洲的标准，黑匣子必须能够抵受2.25吨的撞击力，在1100℃高温下10小时仍不会受损。要符合以上的标准.黑匣子通常是用铁金属和一些高性能的耐热材料做成。具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。

黑匣子 - 座航话音记录仪

座舱声音记录仪

座舱话音记录仪（CVR）实际上就是一个无线电通话记录器，可以记录飞机上的各种通话。这一仪器上的4条音轨分别记录飞行员与地面指挥机构的通话，正、副驾驶员之间的对话，机长、空中小姐对乘客的讲话．威胁、爆炸、发动机声音异常，以及驾驶舱内各种声音。黑匣子能够向调查者提供飞机出事故前各系统的运转情况。因为空难发生在短暂的瞬间，有时飞行员和全部乘务员同时遇难，调查事故的原因会有很大困难，座舱语言记录仪能帮助人们根据机上人员的各种对话分析事故原因，以便对事故作出正确的结论。

为了承受飞机坠毁时的猛烈撞击和高温烈焰，黑匣子的外壳具有很厚的钢板和许多层绝热防冲击保护材料。而且为了尽可能的安全，黑匣子通常安装在飞机尾部最安全的部位，也就是失事时最不易损坏的部位，在飞机坠毁时，黑匣子在1100摄氏度的火焰中能经受30分钟的烧烤，能承受2吨重的物体挤压5分钟，能够在汽油、机油、油精、电池、酸液、海水中浸泡几个月，总之，它能在许多恶劣的条件安然无恙。就算这样的保护，仍然在有些空难中黑匣子遭到了损坏，所以国际航空机构又规定了更加严格的标准，而且记录介质也从磁带式改进成为能承受更大冲击的静态存储记录仪，类似于计算机里的存储芯片。

座舱话音记录器主要记录机组人员和地面人员的通话、机组人员之间的对话以及驾驶舱内出现的各种音响（包括飞机发动机的运转声音）等。它的工作原理类似普通磁带录音机，磁带周而复始运行不停地洗旧录新，总是录留下最后半小时的各种声音。一次飞行通常要经历8个阶段（起飞、初始爬升、爬升、巡航、下降、开始进场、最后进场、着陆），每一阶段的情况，都逃不过黑匣子的“耳朵”。

黑匣子 - 飞行数据记录仪

埃及航空公司990航班损坏的飞行数据记录仪

飞行数据记录仪（FDR）主要记录飞机的各种飞行数据，包括飞行姿态、飞行轨迹（航迹）、飞行速度、加速度、经纬度、航向以及作用在飞机上的各种外力，如阻力、升力、推力等，共约200多种数据，可保留20多小时的飞行参数。超过这个时间，数据记录仪就自动吐故纳新，旧数据被新数据覆盖。

飞行数据记录仪可以向人们提供飞机失事瞬间和失事前一段时间里，飞机的飞行状况、机上设备的工作情况等。它能将飞机的高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林威治时间，还有飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记录下来。

记录飞机系统的运转数据。传感器从不同的区域连接到飞行数据获取单元，再连接到FDR。当一个开关动作时，都将被FDR记录下来。电子记录仪由于数据传输快，从而比磁带记录仪记录更多的参数。电子FDR可以记录25小时的飞行数据。每一个FDR记录的附加参数都可能提供调查员们事故的更多的线索。

在美国，联邦航空管理局（FAA）要求商用航空公司根据飞机的大小，至少记录11-29种参数。磁带记录仪可以记录到100个参数，而电子记录仪可以记录超过700个参数。1997年7月17日，FAA出版了联邦标准，标准要求在2002年8月19日以后制造的飞机至少要记录88个参数。

黑匣子 - 信息记录

1999年10月31日坠毁的埃及航空公司记录磁带

怀特兄弟公司曾第一次使用L-3通讯公司的这种黑匣子仪器来记录飞机螺旋桨的旋转。然而，直到第二次世界大战以后，航空记录仪才得到更为广泛的使用。从那以后，为得到更多的关于飞机工作的信息，黑匣子的记录媒介得到了很大发展。

目前大多数的飞机黑匣子使用两种记录媒介，一种是磁带，发明于20世纪60年代；另一种是电晶存储板，发明于90年代。磁带工作起来就像是磁带录音机。聚酯薄膜磁带牵引电磁头，磁头在磁带上记录数据。由于航空公司开始全面转向电子技术，黑匣子制造商已不再制造磁带记录仪。

黑匣子制造商Honeywell的发言人Ron Crotty表示，电子记录仪的可靠性要远远高于磁带记录仪。电子记录仪使用堆叠排列的内存芯片，所以它们没有任何的可移动装置，这样也就减少了日常的维护工作和事故发生过程中突然中断的几率。

CVR和FDR采集的数据都记录在坠毁生存记忆单元（CSMU）中的堆叠内存片中。根据L-3通讯公司制造的记录仪，CSMU呈圆柱体。堆叠内存片直径大约1.75 英寸(4.45cm)，高1英寸(2.54cm)。

内存片具有足够的数字存储空间来记录CVR提供的2小时的音频信息和FDR提供的25小时的飞行数据。

飞机上安装了采集数据的传感器。这些传感器探测飞机的加速度、空速、海拔高度、机翼设置、外界温度、机舱温度和压力、发动机性能等等。磁带记录仪可以追踪大约100个参数，而电子记录仪则可以记录更大的飞机上超过700个参数。

所有这些传感器采集来的数据都被送到飞机前端的飞行数据获取单元（FDAU）。这一仪器常常安放在驾驶员座舱下的电子设备隔离舱中。飞行数据获取单元在整个数据记录过程中起到中间管理者的作用，也就是从传感器获取信息，然后送往黑匣子。

黑匣子一般由一到两个从发动机引擎获取能源的动力发生器驱动。一个是28伏特的`直流电源，另一个是115伏特、400赫兹的交流电源。L-3通讯公司的工程主管Frank Doran表示，这些都是标准的飞机电源配置。

黑匣子 - 水下信标

密闭的水下信标

除了颜料和反射条带外，记录仪还装备了水下信标（ULB）。如果你看过黑匣子的照片，一定可以观察到在盒体的一端有一个小的，圆柱体的物体。它看起来是黑匣子把手的两倍大，实际上它就是信标。

当飞机坠入水中时，信标开始发送人耳听不到的超声波脉冲，这种脉冲可以被声纳和声学定位仪探测到。在信标的一端有像公牛眼一样的水下传感器。当水接触到传感器，信标就会被激活而发出超声波脉冲。

信标通常发送37.5kHz的脉冲信号，并能从深为14000英尺（4267m）的水下传递声音。一旦信标开始工作，它会每秒发送一次信号并持续30天。信标由可以连续工作6年的电池驱动。在十分罕见的情况下，信标才可能被强大的力量冲击而折断。

在美国，当事故调查员们找到黑匣子后，它被立即送到NTSB的计算机实验室中。为了避免对记录媒介的任何损坏，在运输过程中这种装置受到特殊的保护。在发生水下事故时，记录仪会被保存在冷水中以防止烘干。

“所作的一切都是为了保存记录仪的状态直到其被妥善的处理，”Daron说，“把记录仪放置在一桶水中，通常是冷水，也就是保持黑匣子被找到的地方的环境，直到被送达可以充分分析黑匣子的地方。”

黑匣子 - 保存方法

黑匣子的各个部分

在大多数的空难中，可以保存下来的装置是飞行数据记录仪和座舱声音记录仪的坠毁生存记录单元（CSMU）。通常的，记录仪底盘和内部装置的其它部分都被撕裂了。CSMU是紧固在记录仪的平台部分的一个巨大的圆柱体。这种装置能够承受很高的压力，非常大的撞击和成吨的压力。在老式的磁带记录仪中，CSMU安放在一个长方形的匣子中。

电子黑匣子的CSMU使用三层材料将存储数字信息的内存片隔离和保存起来。下面我们来讨论一下，先来从内到外看一下保护内存的材料。

铝壳，环绕内存卡有一铝薄层。

高温绝缘体，1英寸（2.54cm）的干石英材料提供高温保护。其保护内存片防止事故后的火灾。

不锈钢外壳，高温绝缘体安放在0.25英(0.64cm)厚的不锈钢外壳中，通常用钛合金制成。

为了确保黑匣子的质量和生存能力，制造厂商对CSMU进行了彻底的测试。记住，在空难中只有CSMU可以生存下来――如果事故调查员能够得到它，就可以获得他们所希望得到的信息。为了测试CSMU，工程师们将数据存储于CSMU的内存中。L-3通讯公司使用随机模型将数据存储于每一块内存片中。这一模型可以由读出器读出以确定在坠毁后的冲击，火灾和压力下数据是否被损坏。

黑匣子 - 历史来源

黑匣子是俗名，它的真名很普通：飞行数据记录仪。它是一种将飞机飞行的情况储存下来的仪器，当以后需要了解飞行情况时，可以通过重放设备把它们放出来。

在一个匣子里，装上磁记录设备，它可以实时地把飞行员说的话，飞行员机外通讯及飞行数据记录下来。一般在飞机出事前30分钟的各种信息，它都可以保留下来。这样，就为事后分析故障提供了方便。最早利用黑匣子的是军用飞机。为了保证这种设备在飞机出事故后不被破坏，特地为它制作了一个坚固的匣子。这种匣子耐高温（600摄氏度～800摄氏度），高压（可承受1吨重的压力），不怕腐蚀，由金属材料做成。其实，这种金属制作的“黑匣子”并非黑色。“黑匣子”并不是根据其本身颜色命名的，而是人们视它为空难的不祥之物，故定名为“黑匣子”。

1908年，美国发生了第一起军用飞机事故。以后，随着飞行事故增加，迫切需要有一种研究事故